移载装置、表面安装机、误差表的生成方法、程序及存储介质的制作方法

专利名称：移载装置、表面安装机、误差表的生成方法、程序及存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种，对吸附电子元件的头部的转动误差进行补正，将头部所吸附的电子元件从某一位置移载到另一位置的移载装置及具有该移载装置的表面安装机，存储头部转动误差的误差表的生成方法及程序，存储该程序的记录介质。
背景技术：
以往，将电子元件安装到印刷电路板上的表面安装机、以及检查电子元件的元件检查装置，装备有通过吸嘴吸附元件并进行移载的元件移载装置。这种元件移载装置，由可在水平面内移动的头部单元，安装在该头部单元上、可在与上述水平面垂直的轴线上自由转动并沿上下方向自由移动地予以支撑的吸附头部，使该吸附头部在垂直于上述水平面的轴线上转动的转动方向驱动装置(以下称R轴驱动装置)，使吸附头部在上下方向上移动的上下方向驱动装置(以下称Z轴驱动装置)，及安装在吸附头部下端部的吸嘴等构成。
在这种装置中，由于通过吸嘴吸附电子元件时电子元件的吸附位置多少会有些误差，所以有必要对移载电子元件时吸附位置的偏差进行补正。因此以往通过CCD摄像机及线传感器等摄像单元进行元件的拍摄，获取元件图像，根据该获取的图像求取电子元件吸附位置的偏差量，在进行搭载操作时参考该偏差量来对搭载位置(X方向、Y方向及R方向的各个位置)进行调整。特别是在移载大型的QFP(QuadFlat Package)及BGA(Ball Grid Array)等半导体装置时，由于围绕垂直轴的转动方向偏差量较大，半导体装置的导线将无法适当地载置到印刷电路板的接触垫片上，所以吸附头部在转动方向上的定位需要有较高的精度。因此，迄今为止提出了多种高精度定位吸附头部转动位置的方法。
例如，日本专利公开公报特开平5-111827号中公开了一种方法，通过转动包含齿隙在内(backlash)的距离，最终从同一方向转动，去除齿隙误差，以进行高精度定位。
但是，为了以较高的精度对吸附头部的转动位置进行定位，除了提高以齿隙为代表的反复精度之外，还必须提高送给精度。即，必须缩小通过编码器等转动位置检测器所检测的头部转动位置和根据摄像单元所获取的图像所测定的头部转动位置的转动误差。通常，转动轴的送给精度由编码器予以测定并进行反馈，在电动机与目标物之间的动力传送装置使用以齿条与小齿轮(rack and pinion)为代表的传动装置时，根据其加工精度和啮合齿数，编码器的输出和实际转角会产生差异，从而对高精度定位产生影响。此外，作为动力传送装置，皮带及滑轮、滚珠丝杠及螺母、以及凸轮及凸轮从动件等、都使用花键连接，同样编码器的输出和实际转角之间会产生差异，从而对高精度定位产生影响。

发明内容
本发明旨在解决上述课题，目的在于提供一种可以较高精度进行定位的移载装置、表面安装机、误差表的生成方法、程序及存储介质。
为解决上述课题，本发明的移载装置，将位于某一位置的电子元件移载至另一位置，其包括，具有吸附电子元件的吸嘴，且移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据上述摄像单元所拍摄的图像求取修正上述吸嘴所吸附的电子元件的姿势所必需的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的计算单元；使上述转动误差与上述头部的转动位置相关联而予以存储的第1存储单元；存储有关上述电子元件的移载位置的移载信息的第2存储单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置、上述第1存储单元所存储的转动误差和上述第2存储单元所存储的移载信息，对上述驱动单元加以控制的控制单元。
在上述移载装置中，动力传达装置可由设置在头部上的小齿轮和与该小齿轮啮合的齿条构成。
在上述移载装置中，上述头部可设置多个，上述存储单元存储上述各头部的转动误差。
此外，本发明的表面安装机，包括保持电路板的保持单元和将位于某一位置的电子元件移载到另一位置的移载装置，该移载装置采用上述的移载装置，所述另一位置位于保持单元所保持的电路板上。
此外，本发明的误差表生成方法，生成在包括，具有吸附电子元件的吸嘴，且移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据该摄像单元所拍摄的图像求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置对上述驱动单元加以控制的控制单元的电子元件移载装置中，使上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差与上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置相关联而予以存储的误差表，该生成方法包括，控制上述驱动单元，使上述吸嘴吸附有试片的上述头部在上述驱动单元的作用下转动，使上述演算单元所演算的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置为规定转动位置的第1步骤，根据上述摄像单元所拍摄的上述试片的图像，通过上述图像处理单元求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的第2步骤，计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的第3步骤，使上述算出的转动误差与上述规定的转动位置相关联而存储在误差表中的第4步骤。
在上述误差表的生成方法中，所述移栽装置可设置多个头部，所述第4步骤将上述各头部的转动误差存储在上述误差表中。
此外，本发明的程序，生成在包括，具有吸附电子元件的吸嘴，其移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据该摄像单元所拍摄的图像求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置对上述驱动单元加以控制的控制单元的电子元件移载装置中，使上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差与上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置相关联而予以存储的误差表，该程序使计算机执行，控制上述驱动单元，使上述吸嘴吸附有试片的上述头部在上述驱动单元的作用下转动，使上述演算单元所演算的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置为规定转动位置的第1步骤，根据上述摄像单元所拍摄的上述试片的图像，通过上述图像处理单元求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的第2步骤，计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的第3步骤，使上述算出的转动误差与上述规定的转动位置相关联而存储在误差表中的第4步骤。
在上述程序中，所述移栽装置中可设置多个头部，所述第4步骤将各个头部的转动误差存储在上述误差表中。
此外，本发明的存储介质存储有上述程序。
采用本发明，通设置存储有头部转动误差的误差表，并根据该误差表补正头部的转动误差，可以较高的精度对头部围绕Z轴的转动位置进行定位。


图1是本发明表面安装机的俯视图。
图2是本发明表面安装机的侧视图。
图3是本发明表面安装机头部单元的正视图。
图4是表示本发明表面安装机控制系统结构的方框图。
图5是表示误差表生成操作的流程图。
图6是一例误差表的示意图。
图7是表示本发明表面安装机电子元件安装操作的流程图。
图8是转动误差和转动角度补正前后的关系示意图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。图1是本发明实施例表面安装机的俯视图，图2是本实施例表面安装机的侧视图，图3是本实施例表面安装机头部单元的正视图，图4是表示本实施例表面安装机控制系统结构的方框图。
本实施例的表面安装机具有，平面大致呈矩形的基座1，沿该基座1的长度方向(X轴方向)设置在基座1上用于搬送印刷电路板P的搬送带2，设置在位于该搬送带2两侧的基座1上用于提供电子元件的元件供给部3，设置在基座1的上方、将元件供给部3的电子元件移载至搬送带2上的印刷电路板P的头部机构4，设置在头部机构4上用于拍摄印刷电路板P的电路板识别摄像机5，设置在基座1上用于拍摄头部机构4所搬送的电子元件的元件识别摄像机6，及控制表面安装机操作的控制装置7。
搬送带2，可沿X轴方向移动。由此，搬送带2可执行将印刷电路板P从外部或连续设置的印刷装置等搬入表面安装机内部的搬入操作，将搬入的印刷电路板P保持在规定的安装作业位置上的保持操作，将安装有电子元件的印刷电路板P搬至其他表面安装机或回流炉(reflow oven)或表面安装机外部的搬出操作等。
元件供给部3，具有与搬送带2平行设置的安装座31，以及分别以定位状态并列设置在各安装座31上的多个送料器32。这些送料器32，将按规定间隔分别收容、保持IC、晶体管、电容器等小片状电子元件的搬送带从卷轴中导出，同时在搬送带送出端设置导出装置，伴随后述吸嘴46对元件的拾取将搬送带间歇地导出。
头部机构4，至少包括，导轨41，位于基座1的X轴方向两端部附近，沿Y轴方向(与X轴正交的方向)固定在基座1上，保持部件42，沿X轴方向予以设置，其两端支撑在导轨41上从而可沿Y轴方向移动，引导部件43，沿保持部件42的长度方向予以设置，头部单元44，沿上述引导部件移动可能地予以支撑。
头部单元44，设置有沿Z轴(垂直于X轴和Y轴的方向)方向延伸的用于吸附元件的第1～第8头部45a～45h，安装在各头部45a～45h的Z轴方向下端的吸嘴46，使各头部45a～45h可相对于头部单元44沿Z轴方向移动的Z轴驱动装置47，使各头部45a～45h可围绕Z轴转动的R轴驱动装置48，及各头部45a～45h的真空发生器51。头部45a～45h，为8个头部沿X轴方向呈一行并列设置。
Z轴驱动装置47，包括分别设置在各头部45a～45h、使这些头部45a～5h沿Z方向移动的Z轴伺服电动机47a，以及由检测该Z轴伺服电动机47a的变位等的编码器等构成的位置检测部47b。
R轴驱动装置48，包括沿X方向延伸设置、具有与各个头部45a～45d的从动小齿轮49g相啮合的第1齿条49a的第1R轴用驱动装置49，和位于第1齿条49a的上方、具有与各个头部45e～45h的从动小齿轮50g相啮合的第2齿条50a的第2R轴用驱动装置50。
真空发生器51，选择性地向吸嘴46提供负压或正压空气，各个头部45a～45h分别予以设置。该真空发生器51中设置有测量上述负压或正压的压力传感器51a。
另外，头部45a～45h可设置多个吸嘴46。
第1R轴用驱动装置49，包括沿X方向自由移动地予以支撑的第1齿条49a，与该第1齿条49a的一端相啮合的第1齿条驱动用小齿轮49b，与该第1齿条驱动用小齿轮49b设置成一体的第1减速用齿轮49c，具有与该第1减速用齿轮49c啮合的输出齿轮49d的第1伺服电动机49e，由检测该第1伺服电动机49e变位等的编码器等构成的第1位置检测部49f，以及与第1齿条49a啮合的第1～第4头部45a～45d的从动小齿轮49g。
第2R轴用驱动装置50，包括沿X方向自由移动地予以支撑的第2齿条50a，与该第2齿条50a的一端相啮合的第2齿条驱动用小齿轮50b，与该第2齿条驱动用小齿轮50b设置成一体的第2减速用齿轮50c，具有与该第2减速用齿轮50c啮合的输出齿轮50d的第2伺服电动机50e，由检测该第2伺服电动机50e变位等的编码器等构成的第2位置检测部50f，以及与第2齿条50a啮合的第5～第8头部45e～45h的从动小齿轮50g。
上述头部单元44，通过沿导轨41设置的滚珠丝杠41a及安装在该滚珠丝杠41a的一端使滚珠丝杠41a转动的Y轴伺服电动机41b，使保持部件42沿Y轴方向移动，从而可实现其沿Y轴方向的移动。此外，头部单元44，通过沿保持部件42设置的滚珠丝杠42a以及安装在该滚珠丝杠42a一端使滚珠丝杠42a转动的X轴伺服电动机42b，实现其在沿轴方向的移动。Y轴伺服电动机41b和X轴伺服电动机42b中，分别设置有编码器等构成的位置检测部41c、42c。
上述头部机构4，执行从元件供给部3取出电子元件，将该电子元件搬送至印刷电路板P，将搬送来的电子元件搭载到印刷电路板P的规定位置(X轴方向、Y轴方向、R轴方向)上等一系列的电子元件安装操作。
电路板识别摄像机5，由CCD摄像机及CCD线传感器等公知的摄像元件构成，设置在头部单元44中，拍摄上述搬送带2所保持的印刷电路板P上的定位标志(未图示)，并向控制装置7输出该图像信号。
元件识别摄像机6，由CCD摄像机及CCD线传感器等公知的摄像元件构成，设置在头部单元44的移动范围内，即基座1上的元件供给部3的附近，拍摄上述吸嘴46所吸附的元件的下表面(位于与吸嘴46所吸附的表面相反一侧的表面)，并向控制装置7输出该图像信号。
另外，在本实施例中，元件识别摄像机6虽如图1所示设置有2个，但也可只设置1个。
控制装置7，包括CPU等演算装置，存储器、HDD(Hard Disc Drive)等存储装置，键盘、鼠标、位置指示装置、按钮、按键操纵板等检测外部信息输入的输入装置，与外部进行信息收发的I/F装置，具备CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)或FED(FieldEmission Display)等显示装置的计算机或控制器，及安装于该计算机或控制器中的程序。即通过硬件装置和软件的协作，上述硬件资源在程序的控制下，构成图4所示的轴控制部(驱动器)71、压力控制部72、图像处理部73、存储部74、显示部75、输入部76及主演算部77。
轴控制部71，连接有Y轴伺服电动机41b、X轴伺服电动机42b、Z轴伺服电动机47a、第1伺服电动机49e、第2伺服电动机50e和上述伺服电动机所设置的位置检测部41c、42c、47b、49f、50f，根据上述位置检测部所检测的各个伺服电动机的变位，进行各个伺服电动机41b、42b、47b、47a、49e、50e的驱动控制，使各伺服电动机完成目标变位。
压力控制部72，连接有真空发生器51和压力传感器51a，根据压力传感器51a的测定值进行真空发生器51的驱动控制。
图像处理部73，与电路板识别摄像机5相连，对该电路板识别摄像机5所获取的包含定位标志的印刷电路板P的图像进行规定的图像处理，检测印刷电路板P相对于基座1的位置及相对于X和Y方向的角度，并将该检测值送至主演算部77。
此外，图像处理部73，与元件识别摄像机6相连，对该元件识别摄像机6所获取的图像进行规定的图像处理，检测各头部45a～45h的有否吸附有送料器32所送出的电子元件的信息、电子元件的吸附位置、电子元件相对于X和Y方向的角度、电子元件围绕Z轴的偏差量等修正电子元件姿势所需的信息，并将该检测值送至主演算部77。
存储部74、至少存储有控制将送料器32的电子元件安装在印刷电路板P上的操作的操作程序74a，测定各头部45a～45h围绕Z轴的误差的测定程序74b，存储该测定程序74b所测定的各头部45a～45h围绕Z轴的误差的误差表74c，有关印刷电路板P的形状、搭载在印刷电路板P上的电子元件的种类和各电子元件的搭载位置等的电路板数据74d，有关送料器32所提供的电子元件的元件数据74e。
上述存储部74所存储的各种数据，也可存储在CD(CompactDisk)、DVD(Digital Video Disk)等公知的存储介质中。由此，还可将其他装置所生成的各种数据通过存储介质导入存储部74。
显示部75，显示电路板识别摄像机5及元件识别摄像机6所获取的图像、通过图像处理部73进行图像处理的图像数据、存储部74所存储的各种数据等，与本实施例表面安装机的各种操作相关的各种数据。
输入部76，检测操作员的表面安装机操作的各种操作输入。该检测信息被送至主演算部77。
主演算部77，具有控制将电子元件安装在印刷电路板P上的安装操作的操作控制部77a，和控制各头部45a～45h的R轴方向的转动误差的测定操作的测定控制部77b。
操作控制部77a，在存储部74所存储的操作程序74a的控制下，根据电路板数据74d和元件数据74e，通过轴控制部71和压力控制部72对各伺服电动机41b、42b、47a、49e、50e及真空发生器51进行控制，依次执行从元件供给部3吸附电子元件(吸附操作)、使头部单元44向元件识别摄像机6上方的移动(识别操作)、电子元件识别后使头部单元44向印刷电路板P上方的移动并进行元件搭载(搭载操作)，同时在识别操作时根据图像处理部73的识别结果求取电子元件吸附位置的偏差量，在搭载操作时参照该偏差量对搭载位置(X方向、Y方向及围绕Z轴方向，即R轴方向的各位置)进行调整。在上述搭载操作时，操作控制部77a根据误差表74c对各头部45a～45h在R轴方向的转动误差进行补正。
具体而言，为消除各头部45a～45h的R轴方向的吸附位置的偏差，以各头部45a～45h所分别吸附的电子元件根据电路板数据74d的安装位置(R轴方向的转动位置)，分别增加转动值后的数值作为目标转动位置。例如，在安装位置设定为R轴方向向右90度(以R轴方向为基准的任意位置设定为0度时，从0度沿R轴方向右移动90度的位置)时，若将电子元件安装到头部上产生沿R轴方向向左移动30度的吸附偏差，则以向右移动120度处为目标转动位置。
为使上述各头部45a～45h到达目标转动位置，而转动第1伺服电动机49e、第2伺服电动机50e时，根据误差表74c求取对应于各目标转动位置的各个转动误差，实际上用于对伺服电动机进行转动控制的各个头部45a～45h的实际目标转动位置，是在各目标转动位置增加解除各转动误差的补正转动位置的值。第1伺服电动机49e、第2伺服电动机50e的各实际目标转动位置，是在各头部45a～45h的实际目标转动位置乘上动力传送装置变速比倒数的值。例如，变速比为0.5时(即将伺服电动机的转速变为1/2而传送给头部时)，以头部实际目标转动位置的2倍的数值作为伺服电动机的实目标转动位置。操作控制部77a，通过编码器所检测的转动值进行反馈控制，使伺服电动机的转动位置成为实际目标转动位置(伺服电动机)。
另外，在本实施例中操作控制部77a，在得到上述反复精度的情况下补正转动误差。
测定控制部77b，在存储部74存储的测定程序74b的控制下，通过轴控制部71和压力控制部72对各伺服电动机41b、42b、47a、49e、50e及真空发生器51进行控制，测定各头部45a～45h围绕Z轴的转动误差，并将该测定结果存储到误差表74c中。由此测定控制部77b，作为设定单元、测定单元、检测单元及计算单元而发挥功能。
移载装置，由上述头部机构4、电路板识别摄像机5、元件识别摄像机6及主演算部77构成。
在此，参照图5对误差表74c的生成操作进行说明。
首先，主演算部77的测定控制部77b，确定需要测定转动误差的头部(以下称测定头部)(步骤S501)。
在本实施例中，测定第1～第8的头部45e～45h中某一头部的转动误差。测定转动误差的头部，先吸附用于测定转动误差的试片。该试片的形状仿照实际尺寸相对于理想尺寸的差，即形状误差较小的电子元件。
头部吸附试片后，测定控制部77b，通过轴控制部71控制Y轴伺服电动机41b和X轴伺服电动机42b，使头部单元44沿图1中箭头所示的路线移动而经过元件识别摄像机6的上方，使元件识别摄像机6获取测定头部所吸附的试片下表面的图像，以此测定试片被吸附时该试片围绕Z轴的角度。该测定的角度(以下称基准角度)作为试片围绕Z轴的角度的基准。另外，此时头部围绕Z轴的角度，设定为以0度等作为基准角度。
决定测定头部后，测定控制部77b，确定任意的识别角度(步骤S502)，通过轴控制部71驱动第1伺服电动机49e和第2伺服电动机50e，使测定头部转动所决定的识别角度(步骤S503)。
转动误差的测定，是就各头部围绕Z轴角度，在整个R轴驱动区域中，例如从-360度到+360度的范围内，以1度为单位予以进行。因此，在最初测定转动误差时设定识别角度为该-360度到+360度中的某个角度，第2次以后亦可设定为上次的识别角度加1度或减1度的角度。
在本实施例中，作为使头部45e～45h围绕Z轴转动的电动机，包括第1伺服电动机49e和第2伺服电动机50e，但只驱动其中一方可转动测定头部的伺服电动机。
此外，上述正负方向分别对应向右和向左转动的方向。
使头部转动到识别角度后，测定控制部77b，通过轴控制部71控制Y轴伺服电动机41b和X轴伺服电动机42b，使头部单元44沿图1中箭头所示的路线移动而经过元件识别摄像机6的上方，使元件识别摄像机6获取测定头部所吸附的试片下表面的图像(步骤S504)。
另外，第2次以后的摄像，亦可在测定头部位于元件识别摄像机6上方的状态下连续进行。
元件识别摄像机6获取试片的图像后，测定控制部77b，在通过图像处理部73测定试片围绕Z轴的角度的同时(步骤S505)，经由轴控制部71通过第1位置检测部49f或第2位置检测部50f，检测测定头部围绕Z轴的角度(步骤S506)。
图像处理部73，通过比较所获取的图像和吸附试片时所设定的基准角度，来测定试片围绕Z轴的角度。该测定的角度，作为测定角度Rm。
轴控制部71，根据通过第1位置检测部49f或第2位置检测部50f所检测的第1伺服电动机49e或第2伺服电动机50e的变位，检测测定头部围绕Z轴的角度。该测定的角度，作为检测角度Rr。
获取测定角度Rm和检测角度Rr后，测定控制部77b，计算出任意识别角度的误差量dθ，将该计算出的误差量dθ和计算该误差量dθ时的识别角度对应地记录在误差表74c中(步骤S507)。误差量dθ，通过检测角度Rr减去测定角度Rm之后的差来表示。
所有识别角度的误差量dθ的测定结束后(步骤S508YES)，测定控制部77b，生成测定头部的误差表74c(步骤S509)。
所有识别角度的误差量dθ的测定未结束时(步骤S508NO)，测定控制部77b，返回步骤S502的处理，测定下一个识别角度的误差量dθ。
所有头部45e～45h的误差表74c的生成结束后(步骤S510YES)，测定控制部77b结束操作。
所有头部45e～45h的误差表74c的生成未结束时(步骤S510YES)，测定控制部77b返回步骤S501的处理，生成下一个头部的误差表。
图6显示了上述生成的误差表74c的一例。
误差表74c，包括头部的识别编号、识别角度及误差量dθ，并为每个识别角度都设置了记录。在本实施例中，如上所述，以1度为单位设定识别角度，所以识别角度一栏中，记录了上下拦相差1度的数值。
另外，图6中，识别编号为1号的头部表示第1头部45a。
在本实施例的表面安装机中，使用上述误差表74c补正各头部45a～45h围绕Z轴的转动误差，进行电子元件的安装操作。关于该安装操作，参照图7进行说明。图7是表示本实施例表面安装机的电子元件安装操作的流程图。
首先，主演算部77的操作控制部77a，通过轴控制部71和压力控制部72对各伺服电动机41b、42b、47a、49e、50e及真空发生器51进行控制，由头部45a～45h从元件供给部3的送料器32中吸附搭载到印刷电路板P上的所要数目的电子元件。
在头部45a～45h吸附电子元件后，操作控制部77a，通过轴控制部71控制Y轴伺服电动机41b和X轴伺服电动机42b，使头部单元44沿图1中箭头所示的路线移动而经过元件识别摄像机6的上方，使元件识别摄像机6获取电子元件的下表面的图像(步骤S702)。
元件识别摄像机6获取电子元件下表面的图像后，操作控制部77a，将头部45a～45h所吸附的电子元件中下一个搭载到印刷电路板P上的电子元件，搬送到印刷电路板P附近规定的位置(步骤S703)，并补正电子元件吸附位置的偏差量和搭载电子元件的头部的误差(步骤S704)，而后搭载到印刷电路板上(步骤S705)。
在电子元件搭载到印刷电路板P上之前，操作控制部77a，根据元件识别摄像机6所获取的图像，参照图像处理部73所计算的电子元件吸附位置偏差量来调整搭载位置。此时，操作控制部77a，根据图像处理单元77a所计算的各个头部45a～45h围绕Z轴的偏差量、第1位置检测部49f或第2位置检测部50f所检测的各个头部45a～45h现在围绕Z轴的角度、以及误差表74c，补正各头部45a～45h围绕Z轴的转动误差。
头部45a～45h所吸附的所有电子元件未搭载到印刷电路板P上时(步骤S706NO)，操作控制部77a返回步骤S703的处理。
头部45a～45h所吸附的所有电子元件已搭载到印刷电路板P上时(步骤S706NO)，操作控制部77a确认是否已搭载所有应搭载到印刷电路板P上的电子元件(步骤S707)。未搭载所有应搭载到印刷电路板P上的电子元件时(步骤S707NO)，操作控制部77a返回步骤S701。已搭载所有应搭载到印刷电路板P上的电子元件时(步骤S707YES)，操作控制部77a结束向印刷电路板P安装电子元件的操作。
图8是任意头部围绕Z轴的转动误差和转动角度补正前后的关系示意图。
根据本实施例，即使有图8中黑色菱形记号所示的转动误差时，也可如上所述通过采用误差表74c补正转动误差，由此可如图8中三角形记号所示，可减少转动误差。由此，可以较高的精度定位头部围绕Z轴的角度。
以往，对头部围绕Z轴的角度进行高精度定位时，一般为每个头部设置编码器等位置检测部，但采用具有多个头部的头部单元时，难以确保为每个头部设置位置检测部的空间。而根据本实施例，通过设置误差表74c，不为每个头部设置位置检测部也可实现高精度定位。因此，即使对具有多个头部的头部单元，也可进行高精度定位。此外，由于无需设置多个位置检测部，还可降低成本。
此外，根据本实施例，由于通过元件识别摄像机6识别测定头部所吸附的试片来生成误差表74c，无需对以往的表面安装机增加试片以外的新的构成要素，即可容易地实现高精度的定位。
另外，本实施例中，是根据元件识别摄像机6所获取的图像来生成误差表74c，亦可通过电路板识别摄像机5拍摄安装后的电子元件，并根据该拍摄图像来生成误差表74c。
此外，在本实施例中，是对每个头部单独测定转动误差而生成误差表74c，亦可同时测定多个头部的转动误差并生成误差表74c。此时，可通过使生成误差表74c的所有头部吸附试片，使用电路板识别摄像机5或元件识别摄像机6获取该试片的图像来进行。
另外，在本实施例中，R轴驱动装置设置有2个驱动装置，但R轴驱动装置的数量亦可为1个或3个以上。
在本实施例中，是由齿条与小齿轮构成R轴驱动装置，亦可使用皮带和滑轮的结构。此时，通过在R轴和电动机轴上分别安装滑轮，并采用花键连接等，即使由于滑轮对张力的伸长特性而产生转动误差，也可消除该转动误差以实现正确的安装。同样，R轴驱动装置，采用滚珠丝杠及螺母、或者凸轮及凸轮从动件等的结构时，也可消除该转动误差以实现正确的安装。
此外，在本实施例中，作为误差表，亦可对应于头部的转动位置(头部)求取头部在R轴方向的转动误差(头部)(情况1)、或者将头部在R轴方向的转动误差换算为伺服电动机的转动误差(伺服电动机)，或将头部的转动位置(头部)换算为伺服电动机的转动位置(伺服电动机)，将转动误差(伺服电动机上)对应于转动位置(头部)的关系作为误差表存储到存储部74中(情况2)、或者将转动误差(伺服电动机)对应于转动位置(伺服电动机)的关系作为误差表存储到存储部74中(情况3)、或者将转动误差(头部)对应于转动位置(伺服电动机)的关系作为误差表存储到存储部74中(情况4)。
在本实施例中，求取转动误差时，一方面用元件识别摄像机6直接求取试片头部在R轴方向的转动位置，即测定转动位置(头部)，另一方面头部的转动位置由伺服电动机的编码器给出。因此，虽然求取转动误差(头部)和转动误差(伺服电动机)的任一方时，都需进行数据换算，但误差表生成时采用上述1～情况4中的任一数据换算，在效率上几乎没有差别。另一方面，在安装时，吸附偏差通过元件识别摄像机6予以求取，头部在R轴方向的转动位置由伺服电动机给出。由此，为了最终求取实际目标转动位置(伺服器)，必须对位置偏差(头部)进行换算，情况1～4在效率上并没有大的差异。
即，上述情况1，如上所述，通过安装位置(头部)和吸附偏差(头部)计算出消除吸附偏差所应达到的目标转动位置(头部)，再计算出消除由误差表求得的转动误差(头部)所应达到的实目标转动位置(头部)，进而换算求取实际目标转动位置(伺服电动机)。
上述情况2，和上述情况1相同，同样计算出目标转动位置(头部)，然后计算出目标转动位置(伺服电动机)，并使用由误差表求得的转动误差(伺服电动机)求取实际目标转动位置(伺服电动机)。由于安装位置作为R轴方向的值予以给出，所以误差表的利用效率较佳。
上述情况3，若安装位置预先作为伺服电动机的转动位置给出，则误差表的利用效率较佳。此时，由吸附偏差(头部)通过换算求取吸附偏差(伺服电动机)，目标转动位置(伺服电动机)通过安装位置(伺服电动机)和吸附偏差(伺服电动机)予以求取，实际目标转动位置(伺服电动机)也可由该目标转动位置(伺服电动机)和通过误差表求取的转动误差(伺服电动机)简单求得。
上述情况4，若安装位置预先作为伺服电动机的转动位置(安装位置(伺服电动机))给出，则误差表的利用效率较佳。此时，由吸附偏差(头部)通过换算求取吸附偏差(伺服电动机)，由该吸附偏差(伺服电动机)和安装位置(伺服电动机)求取目标转动位置(伺服电动机)。用该目标转动位置(伺服电动机)由误差表求取转动误差(头部)，由该转动误差(头部)求取转动误差(伺服电动机)，再由目标转动位置(伺服电动机)求取消除该转动误差(伺服电动机)的实际目标转动位置(伺服电动机)。
权利要求
1.一种电子元件的移载装置，将位于某一位置的电子元件移载至另一位置，其特征在于包括具有吸附电子元件的吸嘴，且移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据上述摄像单元所拍摄的图像求取修正上述吸嘴所吸附的电子元件的姿势所必需的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的计算单元；使上述转动误差与上述头部的转动位置相关联而予以存储的第1存储单元；存储有关上述电子元件的移载位置的移载信息的第2存储单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置、上述第1存储单元所存储的转动误差和上述第2存储单元所存储的移载信息，对上述驱动单元加以控制的控制单元。
2.根据权利要求1所述的移载装置，其特征在于上述头部设置有多个，上述存储单元存储上述各头部的上述转动误差。
3.根据权利要求2所述的移载装置，其特征在于上述动力传达装置，由设置在上述多个头部上的小齿轮和与该小齿轮啮合的齿条构成。
4.一种表面安装机，包括保持电路板的保持单元和将位于某一位置的电子元件移载到另一位置的移载装置，其特征在于上述移载装置，是权利要求1～3中任一项所述的移载装置，上述另一位置，位于上述保持单元所保持的电路板上。
5.一种误差表的生成方法，其特征在于，生成在包括，具有吸附电子元件的吸嘴，且移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据该摄像单元所拍摄的图像求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置对上述驱动单元加以控制的控制单元的电子元件移载装置中，使上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差与上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置相关联而予以存储的误差表，该生成方法包括，控制上述驱动单元，使上述吸嘴吸附有试片的上述头部在上述驱动单元的作用下转动，使上述演算单元所演算的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置为规定转动位置的第1步骤，根据上述摄像单元所拍摄的上述试片的图像，通过上述图像处理单元求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的第2步骤，计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的第3步骤，使上述算出的转动误差与上述规定的转动位置相关联而存储在误差表中的第4步骤。
6.根据权利要求5所述的生成方法，其特征在于上述移栽装置中，设置有多个头部，上述第4步骤，将上述各头部的转动误差存储在上述误差表中。
7.一种误差表的生成程序，其特征在于，生成在包括，具有吸附电子元件的吸嘴，其移动可能、转动自由地支撑在基座上的头部；通过动力传送装置使该头部转动的驱动单元；检测该驱动单元变位的检测单元；根据该检测单元所检测的上述驱动单元的变位，演算上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的演算单元；拍摄上述吸嘴所吸附的电子元件的摄像单元；根据该摄像单元所拍摄的图像求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的图像处理单元；根据上述图像处理单元所求得的转动位置对上述驱动单元加以控制的控制单元的电子元件移载装置中，使上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差与上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置相关联而予以存储的误差表，该程序使计算机执行，控制上述驱动单元，使上述吸嘴吸附有试片的上述头部在上述驱动单元的作用下转动，使上述演算单元所演算的上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置为规定转动位置的第1步骤，根据上述摄像单元所拍摄的上述试片的图像，通过上述图像处理单元求取上述头部和上述驱动单元中至少一方的转动位置的第2步骤，计算上述演算单元所演算的转动位置和上述图像处理单元所求取的转动位置的转动误差的第3步骤，使上述算出的转动误差与上述规定的转动位置相关联而存储在误差表中的第4步骤。
8.根据权利要求7所述的程序，其特征在于上述移栽装置中，设置多个头部，上述第4步骤，将上述各头部的转动误差存储在上述误差表中。
9.一种存储介质，存储有权利要求7或8所述的程序。
全文摘要
本发明提供一种可高精度定位的移载装置、表面安装机、误差表的生成方法、程序及存储介质。本发明，在将电子元件搭载至印刷电路板P之前，其操作控制部(77a)，根据元件识别摄像机(6)所获取的图像，并参照图像处理部(73)所算出的电子元件吸附位置偏差量，来调整搭载位置，同时根据误差表(74c)，补正各头部围绕Z轴的转动误差。
文档编号B23P19/00GK1780551SQ200510113408
公开日2006年5月31日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月4日
发明者内藤宁典 申请人:雅马哈发动机株式会社